看GDS如何助力“灯厂”奥迪独领风骚?【GDS微课堂-6】

2023-11-24 14:35:06, HORIBA HORIBA科学仪器事业部


汽车圈中只有两种灯,一种是奥迪的灯,另一种是其他车的灯。


奥迪灯厂的称号在整个汽车圈中几乎无人不知,不得不称赞奥迪在车灯的设计上的的确用心,在其他车还在用卤素灯,氙气灯的时候,奥迪已经推出了矩阵式LED大灯”,来感受一下它的炫酷效果。
它不仅可以做成各种形状,还可以有各种颜色。

图片来源:Pixabay


那么为什么奥迪会选择用LED来代替传统卤素灯和氙气灯呢?


因为与其他光源相比,LED寿命长、能耗低,并且环保无污染。随着全球性能源短缺问题的日益严重,寻找未来世界能源成为头等大事,而LED将是取代白炽灯、钨丝灯和荧光灯的潜力光源。
LED是利用固体半导体芯片作为发光材料,在半导体中通过载流子发生复合放出过剩的能量而引起光子发射,发射出光。这块发光芯片就像LED的心脏,负责控制LED,比如芯片的材料直接就决定了发光的颜色。
对于厂家来说,技术升级的关键就在于如何开发出更高效、更稳定的 LED 芯片



那么LED芯片到底是神马呢?


它是个多镀层的结构,如下图所示,P-GaN下有InGaNGaN构成的交替镀层,这个交替镀层就是LED芯片的活性结构,它的好坏直接关系到LED芯片的性能及质量,进而影响到LED发光。

在GDS技术未普及前,人们常用SIMS(二次离子质谱)完成对LED芯片质量的分析研究。但GDS技术的出现,成功取代了SIMS,成为LED芯片分析的神兵利器。


它是如何做到这一点儿的呢?让我们一项项来看:




价格



SIMS有两个致命缺点,一是价格偏贵,实际上只有少数“土豪”可以负担这样的费用,多数单位只能乖乖地将样品送至第三方检测,很不方便。
GDS的价格仅是SIMS的一半,大大降低了研发成本。

图片来源:Pixabay




分析速度



另一个就是SIMS的测试速度特别慢,通常一个样品需要测试几个小时,一天也测试不了几个样品,效率低。
GDS的检测速度快,比如我们利用GDS测定LED芯片镀层中各个元素随深度的分布,只需要20s就能获得结果,和SIMS相比,简直就是从牛车换成了飞机。




LED质量控制



GDS能够快速测定LED芯片镀层中各个元素随深度的分布,进而根据LED芯片镀层的结构,判断产品质量是否合格

如上图,红色曲线为In元素,我们可以看到在:活性镀层处,In元素随时间变化,它的上升与下降非常清晰明显,说明这个产品的质量完全合格的。
另外,GDS还能帮助厂家监控批次产品质量是否一致,直接反馈不同批次间产品的差异,怎么做呢?
首先利用GDS快速获取不同批次芯片镀层的元素分布结果,然后进行对比。

如上图,这是10个批次LED芯片的测试结果对比,大家要记住:只有曲线完全重合才能说明产品一致。这里的结果就不言而喻了。
所以在生产线上,我们只需要将待检样品的测试结果直接与合格产品进行比对,重合即为合格产品,不重合即为不合格

Dr.JY

GDS微课堂的特邀讲师



和昂贵、慢速的SIMS相比,GDS不仅大大降低了研发成本,也通过飞快的检测速度大幅提高了检测效率,是不是觉得,在做分析检测时,感觉忽然又能爱了?

到目前为止,我已经给大家讲解了GDS在钢铁、锂电池、太阳能电池以及LED行业是如何如何大放异彩的。

除了GDS外,还有很多其他种类的表面分析技术,它们各有各的特点,相互之间通过合作互补,能够获取更全面的信息,接下来的课程里,我会给大家讲解GDS是如何与它们合作的,大家不要错过哦!



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